CHƯƠNG 4

PHỤ GIA HỐ HỌC CHO
XI MĂNG VÀ BÊ TƠNG

1


ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
™ Khái niệm:
•

™

Là những chất được đưa vào với hàm lượng nhất định so với hàm
lượng xi măng để làm thay đổi một số tính chất của xi măng, bê tơng
trước và sau khi đóng rắn.

Cải thiện tính chất bê tơng vừa trộn
•
•
•
•
•

Tăng độ linh động, độ sụt, kéo dài thời gian duy trì độ sụt
Làm chậm hoặc tăng nhanh quá trình ninh kết.
Tránh sự phân tầng, tách nước
Bê tơng khơng bị co ngót hoặc nở thể tích chút ít.
Chở bê tơng tươi đi xa, tạo khả năng bơm bê tông lên cao

2


Cải thiện tính chất của bê tơng
sau khi hóa cứng
•
•
•
•
•
•
•
•

Tăng cường độ sớm
Tăng cường độ chịu nén, chịu kéo
Tăng độ chống thấm
Làm chậm quá trình tỏa nhiệt
Hạn chế sự nở thể tích
Tạo sự dính bám bê tơng cũ và mới.
Tạo màu sắc cho bê tơng.
Tăng độ dính kết của bê tông với cốt thép.

3


Phân loại
•
•
•

•
•

Tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN 325:2004 )
Tiêu chuẩn Pháp NF.P18-103
Tiêu chuẩn Nga
Tiêu chuẩn Mỹ (ASTM C494.86)
Tiêu chuẩn ACI

4


Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 325:2004
•
•
•
•

Phụ gia hố dẻo giảm nước (Water-reducing admixtures).
Phụ gia chậm đông kết (Retarding admixtures).
Phụ gia đóng rắn nhanh (Accelerating admixtures).
Phụ gia hố dẻo - chậm đơng kết (Water-reducing
and retarding admixtures).
• Phụ gia hố dẻo - đóng rắn nhanh (Water-reducing and
accelerating admixtures).
• Phụ gia siêu dẻo - chậm đơng kết (Water-reducing, high
range, and retarding admixtures).
• Phụ gia siêu dẻo (giảm nước mức cao) (Waterreducing, high range admixtures).

5



Tiêu chuẩn Mỹ ASTM C.494-86
•
•
•
•
•
•

Loại A: phụ gia giảm nước.
Loại B: phụ gia chậm ninh kết.
Loại C: phụ gia nhanh ninh kết.
Loại D: phụ gia giảm nước và chậm ninh kết.
Loại E: phụ gia giảm nước và nhanh ninh kết.
Loại F: phụ gia giảm nước và nhanh ninh kết cao
cấp (siêu dẻo).
• Loại G: phụ gia giảm nước và chậm ninh kết cao
cấp (siêu dẻo).

6


TIÊU CHUẨN ACI-VIỆN BÊ TƠNG MỸ
•
•
•
•
•
•

•
•
•
•
•
•
•

Phụ gia tăng nhanh hóa rắn
Phụ gia giảm nước và điều chỉnh tốc độ ninh kết
Phụ gia cho vữa trám trong công tác khoan phụt
Phụ gia tăng hàm lượng khí trong bê tơng
Phụ gia nở
Phụ gia chống thấm
Phụ gia trám vá sửa các kết cấu bị hư hỏng.
Phụ gia hạn chế tương tác có hại của silic-kiềm
Phụ gia ức chế ăn mòn kim loại
Phụ gia diệt nấm khuẩn và côn trùng
Phụ gia điều chỉnh sự tách nước
Phụ gia tạo màu sắc.
Các phụ gia khoáng.

7


SẢN PHẨM SIKA

8



Phân loại theo cơng dụng
• Phụ gia điều chỉnh sự đóng rắn của bê tơng và vữa
– Tăng nhanh đơng cứng bê tơng
– Chậm đơng cứng bê tơng

• Phụ gia giảm nước thường
– Tăng dẻo, giảm nước 10%
– Cường độ tăng 15-25%

• Phụ gia giảm nước bậc cao ( phụ gia siêu dẻo)
– Giảm 25-30% lượng nước trộn
– Tăng cường độ khoảng 30-40%
– Độ sụt tăng 4 lần

9


Phân loại theo ứng dụng
• Phụ gia cuốn khí
– Tác dụng lơi cuốn một phần khơng khí vào trong bê
tơng.
– Bọt khí nhỏ đường kính từ 10-1000μm
– Tăng độ lưu động, giảm phân tầng tiết nước

• Phụ gia hoạt tính puzoland
– TCVN 3735-82
– Đất diatomit, tro núi lửa, đá bazan, đá phiến sét…
– Tăng độ đặc chắc, tính chống thấm, giảm nhiệt thủy
hóa, giảm độ phân tầng.
– Kéo dài thời gian đông kết, chậm phát triển cường độ

3,7 ngày.

10


Phân loại theo ứng dụng
• Tro bay
–
–
–
–

Giảm nhiệt thủy hóa, dùng cho BT khối lớn
Giảm lượng nước trộn
Giảm phân tầng, tiết nước
Giảm độ thấm nước, tăng tính bền trong mơi trường
nước, chậm sự đơng kết

• Silicafum
– Đường kính 0.01-10μm
– Tăng cường độ, đặc chắc
– Không dùng quá 10%

11


Phân loại theo ứng dụng
• Phụ gia xỉ lị cao
– TCVN 4315-1986 , xỉ thu được trong quá trình luyện gang và làm
nguội nhanh tạo thành hạt pha thủy tinh.

– Tỉ diện của xỉ :3500 -5000cm2 /g
– Giảm nhiệt thủy hóa, tăng độ đặc chắc
– Tăng độ bền trong nước, nước biển.
– Tăng tính dễ đổ của bê tơng

•
•
•
•

Phụ gia tro trấu
Phụ gia nở
Phụ gia chống thấm nước
Phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép

12


PHỤ GIA HÓA DẺO
™ Phân loại PGSD theo bản chất hóa học
- Phụ gia gốc Lignosulphunates (LSF)

NaSO3
O

H
C
OH

C

H

CH
OH
HO

OCH3

n

13


PHỤ GIA HĨA DẺO
Nguồn gốc
• Sản phẩm của q trình sản xuất bột giấy từ gỗ.
Polymer của phenyl propane với nhóm hydroxyl
(OH), methoxyl (OCH3), vịng phenyl (C6H5), và
axit sulfnoic (SO3H)

Tác dụng
• Tăng độ sụt hỗn hợp bê tơng
• Giảm nước thấp: mức độ giảm nước tối đa là
12%
• Giảm lượng xi măng, tăng cường độ
• Có tác dụng làm chậm đông kết khi sử dụng
hàm lượng cao

14



Cơ chế tác dụng

Các phân tử hấp thụ trên bề mặt xi măng
Tạo lớp màng mỏng chống sự keo tụ của xi măng
Nhằm làm tăng độ dẻo của hỗn hợp, giảm độ phân từng của
vữa và giảm lượng nước trộn.

15


Ảnh hưởng phụ gia đến tính chất bê tơng
• Phụ gia giảm nước
–
–
–
–
–

Tác dụng giảm nước
Tác dụng tăng độ sụt
Tác dụng điều chỉnh thời gian ninh kết
Tác dụng đến độ tách nước
Tác dụng đến độ cuốn khí

16


Ảnh hưởng phụ gia đến tính chất bê tơng
• Phụ gia làm chậm

–
–
–
–

Tác dụng thời gian ninh kết
Tác dụng đến độ sụt
Tác dụng đến độ tách nước
Tác dụng đến độ cuốn khí

17


PHỤ GIA HÓA DẺO
™ Phân loại PGSD theo bản chất hóa học
- Phụ gia gốc Sulfonates Napthalene Formaldehyte (SNF)
+ H2 SO 4

SO 3 H

CH2 O

CH 2

SO 3 H

*
n

NaOH


SO 3 Na

CH 2

*
n

• Nguồn gốc : Thu được khi chưng cất than đá khơ hoặc có
thể tổng hợp từ các chất hữu cơ
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa là 25%
+ Làm giảm cường độ ban đầu

18


PHỤ GIA HÓA DẺO
™ Phân loại PGSD theo bản chất hóa học
- Phụ gia gốc Sulfonates Melamine Formaldehyte (SMF)

• Nguồn gốc : tạo thành từ gốc tổng hợp melamin và
formaldehyte
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa là 25%
+ Tạo cường độ sớm
+ Sử dụng thích hợp trong điều kiện nóng ẩm

19



PHỤ GIA HÓA DẺO
™ Tổng hợp SMF
- Phụ gia gốc Sulfonates Melamine Formaldehyte (SMF)
H2N

C
N

N
C

C

N H2

H O H2C H N

3 C H2O

N

C
N

F o rm a d e h y d e

N H2

N

C

C
N

N H C H2O H

T rim e th y lo l m e la m in e

M e la m in e

NaHS O3

H O H2C H N

C
N

O H2C H N

C
N
H

N
C

C

N H C H2


N

N
C

C

S o d iu m b is u lfite

N H C H2O H

N

N H C H2S O3Na

P o ly m e riz a tio n

H

N H C H2O H

O
n

N C H2S O3Na

20



PHỤ GIA HÓA DẺO
™ Phân loại PGSD theo bản chất hóa học
- Phụ gia gốc Vinylcopolymer

• Nguồn gốc : Là sản phẩm của q trình tổng hợp dầu thơ
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa là 30%
+ Kéo dài thời gian thi cơng
+ Tạo ra khả năng tương thích cao với các loại XM hỗn
hợp

21


PHỤ GIA HÓA DẺO
™ Phân loại PGSD theo bản chất hóa học
- Phụ gia gốc Polycacboxylate
3

H

CH2

3

C
C=O
O
M


CH

n

2

H

C
C=O
O
CH
CH

2

m

2

l
R = C3H
O
M = Na
R
(Copolymer of carboxylic acrylic acid with acrylic ester)

• Nguồn gốc : được tổng hợp từ các polymer cao phân tử
dùng chất khởi mào là peroxy
• Tác dụng:

+ Giảm nước tối đa đến 40%
+ Duy trì tính cơng tác cao
+ Tạo cường độ sớm

22


CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA PG HĨA DẺO
™Hóa dẻo do giảm sức căng bề mặt
- Chất hoạt động bề mặt bao gồm 2 phần:
+ Phần phân cực
+ Phần không phân cực
- Cơ chế :
+ Phần không phân cực hấp phụ vào các hạt pha rắn
làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha rắn – lỏng.
+ Phần phân cực tan vào trong nước
™ Hóa dẻo cuốn khí
- Khi làm giảm sức căng bề mặt PGSD đồng thời có tác
dụng cuốn khí
- Các bọt khí trong bê tơng có tác dụng như tấm đệm làm
cho pha rắn trượt lên nhau dễ dàng hơn

23


CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA PG HÓA DẺO
™ Cơ chế hóa dẻo do chống kết dính và chống keo tụ
- Hóa dẻo do lực đẩy tĩnh điện (SNF), SMF
- Hóa dẻo do lực đẩy khơng gian (polycacboxylate)


Mơ hình hấp phụ của PG hóa dẻo (LSF, SNF, SMF)

Mơ hình hấp phụ của PG siêu dẻo - PC

24


CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA POLYCACBOXYLAT
-Giai đoạn 1( LSF, SNF, SMF)

- Giai đoạn 2

25